TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Diese Offenbarung betrifft allgemein das Testen von Verbindungen und das Prüfen der Qualität von Verbindungen.This disclosure generally relates to testing connections and checking the quality of connections.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Zahlreiche Vorrichtungen werden mit Verbindungen montiert oder gefertigt, die zwei oder mehrere Bauteile miteinander verbinden. Fahrzeuge, und insbesondere Hybridfahrzeuge und Hybrid-Elektrofahrzeuge, umfassen Batterien zur Speicherung von elektrischer Energie. Die wiederaufladbaren) Batterie(n) können Leistung bereitstellen, der für den Fahrzeugantrieb verwendet wird. Darüber hinaus können die Batterien auch dazu verwendet werden, Leistung für den Betrieb von Zusatzeinrichtungen und für die Funktionen des Startens, der Beleuchtung und der Zündung des Fahrzeugs bereitzustellen.Many devices are assembled or fabricated with connections that connect two or more components together. Vehicles, and particularly hybrid vehicles and hybrid electric vehicles, include batteries for storage of electrical energy. The rechargeable battery (s) may provide power used for vehicle propulsion. In addition, the batteries can also be used to provide power for the operation of ancillary equipment and for the functions of starting, lighting and ignition of the vehicle.
Moderne Fahrzeuge enthalten eine große Anzahl von Bauteilen. Viele dieser Bauteile enthalten mehrere Elemente auf Unterbauteil-Ebene, die miteinander verbunden oder zusammengefügt sind. Ein Bauteil, welches verbundene Elemente enthält, wird üblicherweise als zusammengefügtes Bauteil bezeichnet.Modern vehicles contain a large number of components. Many of these components contain a number of sub-assembly level elements that are joined or mated together. A component containing interconnected elements is commonly referred to as an assembled component.
KURZFASSUNGSHORT VERSION
Es wird ein Verfahren zum Messen des elektrischen Widerstands einer Verbindung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst, dass ein erster Strom zwischen einem ersten Ende eines ersten Elements der Verbindung und einem ersten Ende eines zweiten Elements der Verbindung bereitgestellt wird. Das Verfahren umfasst, dass eine erste Spannung zwischen einem zweiten Ende des ersten Elements und einem zweiten Ende des zweiten Elements gemessen wird. Das erste Ende des ersten Elements und das erste Ende des zweiten Elements befinden sich jeweils auf der anderen Seite der Verbindung dem zweiten Ende des ersten Elements bzw. dem zweiten Ende des zweiten Elements gegenüberliegend. Somit trennt die Verbindung das erste und das zweite Element und definiert außerdem die ersten und zweiten Enden. Das Verfahren umfasst außerdem, dass aus dem bereitgestellten ersten Strom und der gemessenen ersten Spannung ein erster Verbindungswiderstand der Verbindung berechnet wird.A method of measuring the electrical resistance of a connection is provided. The method includes providing a first current between a first end of a first element of the connection and a first end of a second element of the connection. The method includes measuring a first voltage between a second end of the first member and a second end of the second member. The first end of the first element and the first end of the second element are respectively located on the other side of the connection opposite the second end of the first element and the second end of the second element, respectively. Thus, the connection separates the first and second members and also defines the first and second ends. The method also includes calculating a first connection resistance of the connection from the provided first current and the measured first voltage.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der besten Umsetzungsarten der Erfindung und anderer Ausführungsformen derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.The above features and advantages as well as other features and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following detailed description of the best modes for carrying out the invention and the other embodiments thereof, taken in conjunction with the accompanying drawings.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist eine schematische, isometrische Ansicht eines Abschnitts einer Mehrzellenbatterie mit einer Mehrzahl von aus Schweißlinsen geformten Verbindungen; 1 Figure 3 is a schematic, isometric view of a portion of a multi-cell battery having a plurality of weld nugget shaped connections;
2A ist eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts einer Batteriezelle ähnlich jener, die in 1 gezeigt ist, jedoch mit einer Ein-Fahnen-Auslegung; 2A FIG. 12 is a schematic side view of a portion of a battery cell similar to that shown in FIG 1 shown but with a single-flag design;
2B ist eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts einer Batteriezelle ähnlich jener, die in 1 gezeigt ist, und mit einer Drei-Fahnen-Auslegung; 2 B FIG. 12 is a schematic side view of a portion of a battery cell similar to that shown in FIG 1 shown and with a three-flag design;
3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Algorithmus oder Verfahrens zum Prüfen des Widerstands von Schweißpunkten in einer Mehrzellenbatterie, wie beispielsweise jener, die in 1 gezeigt ist; 3 FIG. 12 is a schematic flow diagram of an algorithm or method for testing the resistance of weld spots in a multi-cell battery, such as those disclosed in US Pat 1 is shown;
4A ist eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts einer mechanischen Verbindung, die durch eine Schraube oder einen Niet gebildet ist; 4A Figure 3 is a schematic side view of a portion of a mechanical connection formed by a screw or rivet;
4B ist eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts einer mechanischen Verbindung, die durch Clinchen gebildet ist. 4B is a schematic side view of a portion of a mechanical connection formed by clinching.
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszahlen über die verschiedenen Figuren hinweg auf gleiche oder ähnliche Bauteile beziehen, ist in 1 ein Abschnitt einer Mehrzellenbatterie 10 für ein Fahrzeug (nicht gezeigt) dargestellt. Die Batterie 10 umfasst eine Mehrzahl von Verbindungen zwischen Bauteilen. Eine jede der Verbindungen umfasst eine Mehrzahl von ersten Elementen oder ersten Seiten, wie beispielsweise die Buselemente 12 (von denen nur eines in 1 gezeigt ist), und eine Mehrzahl von zweiten Elementen oder zweiten Seiten, wie beispielsweise die Batteriezellen 14. Die ersten und zweiten Elemente befinden sich an entgegengesetzten Seiten der Verbindung und die Bezeichnung 'erste' oder 'zweite' ist nicht einschränkend. Die Batteriezellen 14 können einzeln als eine erste Zelle 15, eine zweite Zelle 16 und eine dritte Zelle 17 bezeichnet sein. Merkmale und Bauteile, welche in anderen Figuren gezeigt sind, können in die in 1 gezeigten integriert sein und zusammen mit diesen verwendet werden.In the drawings, in which like reference numerals refer to the same or similar components throughout the several figures, in FIG 1 a section of a multi-cell battery 10 for a vehicle (not shown). The battery 10 includes a plurality of connections between components. Each of the links includes a plurality of first elements or first sides, such as the bus elements 12 (of which only one in 1 is shown), and a plurality of second elements or second sides, such as the battery cells 14 , The first and second elements are on opposite sides of the connection and the term 'first' or 'second' is not limiting. The battery cells 14 can individually as a first cell 15 , a second cell 16 and a third cell 17 be designated. Features and components shown in other figures may be incorporated in the 1 be shown integrated and used together with these.
Das gezeigte Buselement 12 kann als ein gemeinsamer Bus oder U-Kanal bezeichnet werden. Die gesamte Batterie 10, oder Abschnitte davon, können alternativ auch als eine Batteriegruppe bezeichnet werden. Darüber hinaus kann eine jede der ersten bis dritten Zellen 15, 16, 17 so ausgelegt sein, dass sie als einzelne Batterien betrieben werden, die anschließend kombiniert und so angeordnet werden, dass sie spezifische Merkmale für die Batterie 10 bereitstellen, die den Anforderungen der spezifischen Hybridfahrzeuge oder Hybrid-Elektrofahrzeuge entsprechen, in welche die Batterie 10 eingebaut werden kann. Wie hier beschrieben, sind die Befestigungen für nur eine Seite des Buselements 12 zur Ganze gezeigt und jede Seite des Buselements 12 kann mit weniger oder mit mehr Batteriezellen 14 als hier gezeigt in Verbindung stehen. Die exakten Auslegungen der Abschnitte der in den Figuren gezeigten Batterie 10 dienen nur der Veranschaulichung und schränken den Umfang der Erfindung in keiner Weise ein.The bus element shown 12 can be referred to as a common bus or U-channel. The entire battery 10 , or portions thereof, may alternatively be referred to as a battery pack. In addition, each of the first to third cells 15 . 16 . 17 be designed so that they are operated as a single battery, which are then combined and arranged so that they have specific characteristics for the battery 10 to meet the requirements of the specific hybrid vehicles or hybrid electric vehicles into which the battery 10 can be installed. As described herein, the fasteners are for only one side of the bus element 12 shown to the whole and each side of the bus element 12 can with less or with more battery cells 14 as shown here. The exact interpretations of the sections of the battery shown in the figures 10 are for illustration only and do not limit the scope of the invention in any way.
Die Batteriezellen 14 sind durch eine Mehrzahl von Fahnen 20, die sich an den zweiten Elementen der Verbindungen befinden, an dem Buselement 12 angebracht. Die erste, zweite und dritte Zelle 15, 16 und 17 umfassen jeweils eine erste Fahne 21, eine zweite Fahne 22 und eine dritte Fahne 23. Eine jede der Batteriezellen 14 und der Fahnen 20 können im Wesentlichen identisch sein, so dass jede beliebige einzelne Batteriezelle 14 als erste, zweite oder dritte bezeichnet werden kann.The battery cells 14 are by a plurality of flags 20 located on the second elements of the connections, on the bus element 12 appropriate. The first, second and third cell 15 . 16 and 17 each include a first flag 21 , a second flag 22 and a third flag 23 , Each of the battery cells 14 and the flags 20 can be essentially identical, so that any single battery cell 14 can be referred to as first, second or third.
Die elektrische Verbindung zwischen dem Buselement 12 und den Fahnen 20 erfolgt durch eine Mehrzahl von Schweißverbindungen 24. Bei den Schweißverbindungen 24 handelt es sich um zusammengesetzte Verbindungen, die aus den einzelnen Schweißlinsenverbindungen gebildet sind. Spezifische Schweißverbindungen 24 können als ein erster Schweißstapel 25, ein zweiter Schweißstapel 26 und ein dritter Schweißstapel 27 bezeichnet werden. Mehr oder weniger Schweißverbindungen 24 können dazu verwendet werden, um die Fahnen 20 elektrisch mit dem Buselement 12 zu verbinden.The electrical connection between the bus element 12 and the flags 20 is done by a plurality of welded joints 24 , At the welded joints 24 These are compound compounds formed from the individual weld nugget connections. Specific welds 24 can as a first welding pile 25 , a second welding stack 26 and a third welding stack 27 be designated. More or less welded joints 24 can be used to the flags 20 electrically with the bus element 12 connect to.
In 2A und 2B, auf welche nun nebst weiterer Bezugnahme auf 1 Bezug genommen wird, sind zwei Seitenansichten von Abschnitten der Batterien 10 gezeigt, die dem in 1 gezeigten Abschnitt der Batterie 10 ähneln. 2A zeigt eine Seitenansicht einer Ein-Fahnen-Auslegung, bei welcher die Fahne 20 direkt an das Buselement 12 angeschweißt ist, so dass die Schweißverbindung 24 nur eine Schweißlinse 30 aufweist. 2B zeigt eine Seitenansicht einer Drei-Fahnen-Auslegung, bei welcher drei Fahnen 20 alle direkt an das Buselement 12 angeschweißt sind, so dass die Schweißverbindung 24 drei Schweißlinsen 30, eine erste Schweißlinse 31, eine zweite Schweißlinse 32 und eine dritte Schweißlinse 33, aufweist. Merkmale und Bauteile, welche in anderen Figuren gezeigt sind, können in die in 2A und 2B gezeigten integriert sein und zusammen mit diesen verwendet werden.In 2A and 2 B , to which now, together with further reference to 1 Reference is made to two side views of portions of the batteries 10 shown in the 1 shown section of the battery 10 resemble. 2A shows a side view of a single-flag design, in which the flag 20 directly to the bus element 12 is welded, so that the welded joint 24 just a nugget 30 having. 2 B shows a side view of a three-flag design, in which three flags 20 all directly to the bus element 12 are welded, so the welded joint 24 three welding lenses 30 , a first weld nugget 31 , a second weld nugget 32 and a third weld nugget 33 , having. Features and components shown in other figures may be incorporated in the 2A and 2 B be shown integrated and used together with these.
Obwohl sie hier als separat identifizierbare Komponenten veranschaulicht sind, können die Schweißlinsen 30 allgemein als Schmelzzonen zwischen den benachbarten Fahnen 20 betrachtet werden. Weiterhin können benachbarte Fahnen 20 während der Montage zusammengedrückt werden, so dass eine Seitenansicht nicht unbedingt die einzelnen Schweißlinsen 30 zwischen den Fahnen 20 zeigen würde. Die Schweißlinsen 30 können von unterschiedlicher Dicken- und Flächenabmessung sein und können durch Widerstandsschweißen, Ultraschallschweißen oder ein anderes geeignetes Schweißverfahren gebildet werden. Die einzeln für sich genommenen Schweißlinsen 30 oder die Schweißverbindungen 24 können auch als Verbindungen oder Schweißverbindungen bezeichnet werden. Die Schweißlinsen 30 können einzeln gemessen und auf Verbindungsintegrität hin geprüft werden oder die Schweißverbindungen 24 können auf ihre Gesamt-Verbindungsintegrität hin geprüft werden.Although illustrated here as separately identifiable components, the weld nuggets 30 generally as melting zones between the adjacent flags 20 to be viewed as. Furthermore, adjacent flags 20 be compressed during assembly, so a side view is not necessarily the individual welding lenses 30 between the flags 20 would show. The welding lenses 30 may be of different thickness and area dimensions and may be formed by resistance welding, ultrasonic welding or another suitable welding process. The individually taken up welding lenses 30 or the welded joints 24 can also be referred to as connections or welded joints. The welding lenses 30 can be individually measured and tested for connection integrity or welded joints 24 can be checked for overall interconnect integrity.
Wie in 2A gezeigt, weist das Buselement 12 ein erstes Ende 36 und ein zweites Ende 37 auf, die an entgegengesetzten Seiten der Schweißlinse 30 angeordnet sind. In ähnlicher Weise weist die Fahne 20 ein erstes Ende 38 und ein zweites Ende 39 auf, die ebenfalls an entgegengesetzten Seiten der Schweißlinse 30 angeordnet sind. Das erste Ende 36 des Buselements 12 und das erste Ende 38 der Fahne 20 befinden sich jeweils auf derselben Seite der Schweißlinse 30. Die Lage der Schweißlinse 30, oder der anderen Verbindungsarten, definiert die relative Lage der ersten Enden 36, 38 und der zweiten Enden 37, 39. Daher befinden sich die ersten Enden 36, 38 (gemäß der Darstellung in den Figuren) unterhalb der Verbindung und befinden sich die zweiten Enden 37, 39 (gemäß der Darstellung in den Figuren) über der Verbindung.As in 2A shown points the bus element 12 a first end 36 and a second end 37 on, on opposite sides of the weld nugget 30 are arranged. Similarly, the flag points 20 a first end 38 and a second end 39 on, also on opposite sides of the weld nugget 30 are arranged. The first end 36 of the bus element 12 and the first end 38 the flag 20 are each on the same side of the weld nugget 30 , The location of the weld nugget 30 , or the other types of connection, defines the relative position of the first ends 36 . 38 and the second ends 37 . 39 , Therefore, there are the first ends 36 . 38 (as shown in the figures) below the connection and are the second ends 37 . 39 (as shown in the figures) over the connection.
Die Batteriezelle 14 (in 2A nicht gezeigt) oder die Fahne 20 ist mit einer Stromquelle 42 verbunden, welche einen Strom über (als gestrichelte Linien gezeigte) Drähte oder Leiter zwischen dem ersten Ende 36 des Buselements 12 und dem ersten Ende 38 der Fahne 20 bereitstellt. Um zwischen dem ersten Ende 36 des Buselements 12 und dem ersten Ende 38 der Fahne 20 zu fließen, fließt der Strom durch die Schweißlinse 30 hindurch. Die Stromquelle 42 kann eine Spannungsquelle und einen Präzisionswiderstand umfassen. Daher kann die Stromquelle 42 auch eine Spannung mit einem gesteuerten Widerstand zwischen dem ersten Ende 36 des Buselements 12 und dem ersten Ende 38 der Fahne 20 bereitstellen. Ein erster Spannungsmesser 44 misst eine Spannungsdifferenz zwischen dem zweiten Ende 37 des Buselements 12 und dem zweiten Ende 39 der Fahne 20.The battery cell 14 (in 2A not shown) or the flag 20 is with a power source 42 which carries a current across (shown as dashed lines) wires or conductors between the first end 36 of the bus element 12 and the first end 38 the flag 20 provides. Order between the first end 36 of the bus element 12 and the first end 38 the flag 20 to flow, the current flows through the weld nugget 30 therethrough. The power source 42 may include a voltage source and a precision resistor. Therefore, the power source 42 also a voltage with a controlled resistance between the first end 36 of the bus element 12 and the first end 38 the flag 20 provide. A first voltmeter 44 measures a voltage difference between the second end 37 of the bus element 12 and the second end 39 the flag 20 ,
Aus dem Strom und der gemessenen Spannung ist es möglich, den Widerstand der Schweißlinse 30 zu berechnen. Der berechnete Widerstand kann über die Qualität der Schweißlinse 30 Aufschluss geben. Wenn beispielsweise die Schweißlinse 30 keine durchgehende Verschmelzung zwischen der Fahne 20 und dem Buselement 12 umfasst, kann der Fluss des Stroms von der Fahne 20 zu dem Buselement 12 erschwert sein, was bewirkt, dass sich der berechnete Widerstand erhöht. Ist darüber hinaus die Schweißlinse 30 gebrochen oder weist sie eine merkliche Rissbildung auf, so kann sich auch der berechnete Widerstand in großem Ausmaß erhöhen. From the current and the measured voltage, it is possible to increase the resistance of the weld nugget 30 to calculate. The calculated resistance may be about the quality of the weld nugget 30 Give information. If, for example, the weld nugget 30 no continuous merger between the flag 20 and the bus element 12 includes, the flow of electricity from the flag 20 to the bus element 12 difficult, which causes the calculated resistance increases. Is beyond the nugget 30 broken or has a significant cracking, so the calculated resistance can increase to a great extent.
Bei der in 2B gezeigten Drei-Fahnen-Auslegung kann es sich um dieselbe Auslegung der Batterie 10 handeln, die auch in 1 gezeigt ist. Die in 2B gezeigte Schweißverbindung 24 umfasst die erste Schweißlinse 31, die zweite Schweißlinse 32 und die dritte Schweißlinse 33. Bei der Schweißverbindung 24 kann es sich um einen beliebigen aus dem ersten Schweißstapel 25, dem zweiten Schweißstapel 26 und dem dritten Schweißstapel 27 handeln, die in 1 gezeigt sind.At the in 2 B Three-flag design shown may be the same design of the battery 10 Act that also in 1 is shown. In the 2 B welded joint shown 24 includes the first nugget 31 , the second weld nugget 32 and the third weld nugget 33 , At the welded joint 24 It can be any of the first pile of sweat 25 , the second welding stack 26 and the third welding stack 27 act in 1 are shown.
Die erste Fahne 21 weist ein erstes Ende 38 und ein zweites Ende 39 auf, die an entgegengesetzten Seiten der ersten Schweißlinse 31 angeordnet sind. Das erste Ende 36 des Buselements 12 und das erste Ende 38 der ersten Fahne 21 befinden sich jeweils auf derselben Seite der ersten Schweißlinse 31. In ähnlicher Weise weist die zweite Fahne 22 ein erstes Ende 38 und ein zweites Ende 39 auf, die an entgegengesetzten Seiten der zweiten Schweißlinse 32 angeordnet sind, und weist die dritte Fahne 23 ein erstes Ende 38 und ein zweites Ende 39 auf, die an entgegengesetzten Seiten der dritten Schweißlinse 33 angeordnet sind.The first flag 21 has a first end 38 and a second end 39 on, on opposite sides of the first weld nugget 31 are arranged. The first end 36 of the bus element 12 and the first end 38 the first flag 21 are each on the same side of the first weld nugget 31 , Similarly, the second flag 22 a first end 38 and a second end 39 on, on opposite sides of the second weld nugget 32 are arranged, and has the third flag 23 a first end 38 and a second end 39 on, on opposite sides of the third weld nugget 33 are arranged.
Die Stromzufuhr 42 ist mit dem jeweils ersten Ende 38 der ersten Fahne 21, der zweiten Fahne 22 und der dritten Fahne 23 verbunden. Ein erster Strom (I1) wird durch die Stromzufuhr 42 zwischen dem ersten Ende 36 des Buselements 12 und dem ersten Ende 38 der ersten Fahne 21 bereitgestellt. In ähnlicher Weise wird ein zweiter Strom (I2) durch die Stromzufuhr 42 zwischen dem ersten Ende 36 des Buselements 12 und dem ersten Ende 38 der zweiten Fahne 22 bereitgestellt und wird ein dritter Strom (I3) durch die Stromzufuhr 42 zwischen dem ersten Ende 36 des Buselements 12 und dem ersten Ende 38 der dritten Fahne 23 bereitgestellt. Der erste Strom, der zweite Strom und der dritte Strom können im Wesentlichen gleich sein, so dass ein jeder ungefähr ein Drittel eines von der Stromzufuhr 42 bereitgestellten Stapel-Gesamtstroms (I) ausmacht. I1 = I2 = I3 = I/3 The power supply 42 is with the first end 38 the first flag 21 , the second flag 22 and the third flag 23 connected. A first current (I 1 ) is through the power supply 42 between the first end 36 of the bus element 12 and the first end 38 the first flag 21 provided. Similarly, a second current (I 2 ) through the power supply 42 between the first end 36 of the bus element 12 and the first end 38 the second flag 22 is provided and a third current (I 3 ) by the power supply 42 between the first end 36 of the bus element 12 and the first end 38 the third flag 23 provided. The first current, the second current, and the third current may be substantially equal, such that each one is approximately one-third of that of the power supply 42 provided stack total flow (I). I 1 = I 2 = I 3 = I / 3
Der erste Spannungsmesser 44 misst eine erste Spannung (V1) zwischen dem zweiten Ende 37 des Buselements 12 und dem zweiten Ende 39 der ersten Fahne 21. Ein zweiter Spannungsmesser 46 ist an dem zweiten Ende 37 des Buselements 12 und dem zweiten Ende 39 der zweiten Fahne 22 angebracht und misst eine zweite Spannung (V2) zwischen diesen. Ein dritter Spannungsmesser 48 ist an dem zweiten Ende 37 des Buselements 12 und dem zweiten Ende 39 der dritten Fahne 23 angebracht und misst eine dritte Spannung (V3) zwischen diesen.The first voltmeter 44 measures a first voltage (V 1 ) between the second end 37 of the bus element 12 and the second end 39 the first flag 21 , A second voltmeter 46 is at the second end 37 of the bus element 12 and the second end 39 the second flag 22 attached and measures a second voltage (V 2 ) between them. A third voltmeter 48 is at the second end 37 of the bus element 12 and the second end 39 the third flag 23 attached and measures a third voltage (V 3 ) between them.
Elektrischer Stromfluss in metallischen Leitern erfolgt durch Elektronenfluss. Das Ohmsche Gesetz besagt, dass der Stromfluss durch einen Leiter zwischen zwei Punkten direkt proportional zu der Potenzialdifferenz zwischen den beiden Punkten ist. Der Proportionalitätsfaktor verhält sich invers zu dem Widerstand zwischen den beiden Punkten.Electric current flow in metallic conductors is effected by electron flow. Ohm's law states that the current flow through a conductor between two points is directly proportional to the potential difference between the two points. The proportionality factor behaves inversely to the resistance between the two points.
Der Stromfluss in metallischen Leitern unterliegt üblicherweise dem Ohmschen Gesetz. Daher ist das Verhältnis zwischen der Spannung und dem an einen metallischen Leiter oder einen Satz von Leitern angelegten Strom, der durch diese Spannung verursacht wird, konstant, und kann als der Wirkwiderstand des Leitersatzes gegenüber der angelegten Spannung oder dem angelegten Strom bezeichnet werden.The current flow in metallic conductors is usually subject to Ohm's law. Therefore, the ratio between the voltage and the current applied to a metallic conductor or set of conductors caused by this voltage is constant, and may be referred to as the effective resistance of the conductor set to the applied voltage or current.
Aus dem Stapel-Gesamtstrom und aus der jeweils gemessenen ersten, zweiten und dritten Spannung kann jeweils der Widerstand der ersten, zweiten und dritten Schweißlinse 31, 32 und 33 berechnet werden. Ein erster Linsenwiderstand (R12) ist der nur an der ersten Schweißlinse 31 ermittelte Widerstand zwischen der ersten Fahne 21 und der zweiten Fahne 22. Ein zweiter Linsenwiderstand (R23) ist der nur an der zweiten Schweißlinse 32 ermittelte Widerstand zwischen der zweiten Fahne 22 und der dritten Fahne 23. Ein dritter Linsenwiderstand (R3b) ist der nur an der dritten Schweißlinse 33 ermittelte Widerstand zwischen der dritten Fahne 23 und dem Buselement 12. Der erste, der zweite und der dritte Linsenwiderstand können als drei Unbekannte in drei Gleichungen bestimmt oder berechnet werden. V1 = I·(1/3·R12 + 2/3·R23 + R3b) V2 = I·(2/3·R23 + R3b) V3 = I·(R3b) The resistance of the first, second and third weld nip can be determined from the total stack current and from the respectively measured first, second and third voltage 31 . 32 and 33 be calculated. A first lens resistance (R 12 ) is only at the first nugget 31 determined resistance between the first flag 21 and the second flag 22 , A second lens resistance (R 23 ) is the only at the second weld nugget 32 determined resistance between the second flag 22 and the third flag 23 , A third lens resistance (R 3b ) is that only at the third weld nugget 33 determined resistance between the third flag 23 and the bus element 12 , The first, second and third lens resistances may be determined or calculated as three unknowns in three equations. V 1 = I * (1/3 * R 12 + 2/3 * R 23 + R 3b ) V 2 = I * (2/3 * R 23 + R 3b ) V 3 = I * (R 3b )
Die einzelnen Widerstände einer jeden der ersten Schweißlinse 31, der zweiten Schweißlinse 32 und der dritten Schweißlinse 33 können mit einem Schweißnaht-Qualitätsbereich mit einem vorbestimmten Linsen-Minimalwiderstand und einem vorbestimmten maximalen Linsenwiderstand verglichen werden. Die Vergleichsergebnisse können anschließend an einen Empfänger ausgegeben werden, bei dem es sich, ohne einschränkenden Charakter, beispielsweise um Computer-Protokollierungsdaten, einen Bediener, der die Batterie 10 oder Abschnitte davon prüft, oder um einen automatisierten Test- und Ausleseprozess handeln kann. Die spezifischen Werte für den Schweißnaht-Qualitätsbereich können basierend auf der Art der Batterie 10, den für die Fahnen 20 verwendeten Materialien und der Art des für die Herstellung der Schweißlinsen 30 und der Schweißverbindungen 24 verwendeten Schweißprozesses stark variieren.The individual resistances of each of the first weld nuggets 31 , the second nugget 32 and the third weld nugget 33 can be compared with a weld quality range with a predetermined minimum lens resistance and a predetermined maximum lens resistance. The comparison results can then output to a receiver, which, without limitation, such as computer logging data, is an operator who holds the battery 10 or portions of it, or may be an automated test and readout process. The specific values for the weld quality range may be based on the type of battery 10 , for the flags 20 used materials and the kind of for the production of the welding lenses 30 and the welded joints 24 used welding process vary greatly.
Die Ergebnisse der Vergleiche können, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, einen Messfehler, eine mangelbehaftete Verbindung und eine akzeptable Verbindung umfassen. Wenn es sich bei der gemessenen Verbindung um eine Schweißverbindung handelt, können die Ergebnisse der Vergleiche, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, einen Messfehler, eine mangelbehaftete Schweißnaht und eine akzeptable Schweißnaht umfassen. Das Ergebnis des Messfehlers kann ausgegeben werden, wenn der berechnete erste Widerstand unter dem vorgegebenen minimalen Linsenwiderstand liegt. Zwar deutet ein geringer Widerstand im Allgemeinen auf eine Schweißnaht von besserer Qualität hin, es ist jedoch davon auszugehen, dass unterhalb des vorbestimmten Minimalwiderstands ein Testfehler vorliegt, da selbst Schweißnähte bester Qualität den Widerstand nicht unter den Widerstand von beispielsweise den verwendeten Feststoffen abzusenken in der Lage ist.The results of the comparisons may include, by way of nonlimiting example, a measurement error, a deficient compound, and an acceptable compound. If the joint being measured is a welded joint, the results of the comparisons, by way of example without limitation, may include a measurement error, a faulty weld, and an acceptable weld. The result of the measurement error may be output when the calculated first resistance is below the predetermined minimum lens resistance. While low resistance generally indicates a better quality weld, it is anticipated that there will be a test failure below the predetermined minimum resistance because even the best quality welds are unable to lower the resistance below the resistance of, for example, the solids used is.
Das auf eine mangelbehaftete Schweißnaht hindeutende Ergebnis kann ausgegeben werden, wenn der berechnete erste Widerstand über dem vorbestimmten maximalen Linsenwiderstand liegt, wodurch angezeigt wird, dass die Schweißnaht von geringer Qualität ist und der Strom nur schwer durch die Schweißverbindung 24 fließen kann. Das auf eine akzeptable Schweißnaht hindeutende Ergebnis kann ausgegeben werden, wenn der berechnete erste Widerstand über dem vorbestimmten minimalen Linsenwiderstand und unter dem vorbestimmten maximalen Linsenwiderstand liegt, so dass der Widerstand in den Schweißnaht-Qualitätsbereich fällt.The result indicative of a faulty weld may be output when the calculated first resistance is above the predetermined maximum lens resistance, thereby indicating that the weld is of low quality and the current is difficult to weld through the weld 24 can flow. The result indicative of an acceptable weld may be output when the calculated first resistance is above the predetermined minimum lens resistance and below the predetermined maximum lens resistance such that the resistance falls within the weld quality range.
Ein Vergleich der einzelnen Widerstände kann Probleme bei der Fertigung oder beim Zusammenbau der Batterie 10 aufdecken. So kann etwa, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, nach mehreren Tests und Vergleichen festgestellt werden, dass die dritte Schweißlinse 33 häufig nicht zur Gänze ausgeformt ist, und es kann der Schweißprozess entsprechend angepasst werden.Comparing the individual resistors can cause problems in manufacturing or assembling the battery 10 discover. For example, as an example without limitation, after several tests and comparisons, it can be concluded that the third weld nugget 33 is often not fully formed, and it can be adapted to the welding process accordingly.
Zusätzlich zu der Auflösung der drei Gleichungen für den Widerstand einer jeden der einzelnen Linsen können die in Klammer angeführten Größen als Widerstandskonstanten für Abschnitte der Schweißverbindung 24 bestimmt werden. Bei einem ersten Schweißstapelwiderstand (RI) handelt es sich um den Gesamtwiderstand der Schweißverbindung 24 und dieser kann Aufschluss über die Gesamtqualität der Schweißverbindung 24 als Ganzes geben. Die Widerstandskonstante für die Schweißverbindung 24 ist nicht der Widerstand irgendeines spezifischen Elements, sondern der gesamte Wirkwiderstand zwischen der ersten Fahne 21 und dem Buselement 12. V1 = I·(R1) In addition to the resolution of the three equations for the resistance of each of the individual lenses, the sizes listed in parenthesis may be used as resistance constants for portions of the weld joint 24 be determined. A first weld stack resistance (RI) is the total resistance of the weld joint 24 and this can provide information about the overall quality of the welded joint 24 give as a whole. The resistance constant for the welded joint 24 is not the resistance of any specific element, but the total resistance between the first flag 21 and the bus element 12 , V 1 = I · (R 1 )
Ein Schweißnaht-Qualitätsbereich kann auch auf die Widerstandskonstante für die gesamte Schweißverbindung 24 angewendet werden, so dass der erste Schweißstapelwiderstand mit einem vorbestimmten minimalen Stapelwiderstand und einem vorbestimmten maximalen Stapelwiderstand verglichen wird. Die einzelnen Widerstände der ersten, zweiten und dritten Schweißlinse 31, 32, 33 können bei der Identifikation spezifischer Fertigungsmängel behilflich sein. Die Widerstandskonstante für die gesamte Schweißverbindung 24 kann jedoch dazu beitragen, im Rahmen der Qualitätssicherung einen erfolgreichen Zusammenbau dieses Abschnitts der Batterie 10 festzustellen. Es kann sein, dass eine jede der Schweißverbindungen 24 funktionieren muss, damit die Batterie 10 die Abnahme passieren kann. In einem solchen Fall kann es unerheblich sein, welche der Schweißlinsen 30 innerhalb der Schweißverbindung 24 fehlerhaft ist.A weld quality range can also be based on the resistance constant for the entire weld joint 24 may be applied such that the first weld stack resistance is compared to a predetermined minimum stack resistance and a predetermined maximum stack resistance. The individual resistances of the first, second and third weld nugget 31 . 32 . 33 can assist in the identification of specific manufacturing defects. The resistance constant for the entire weld joint 24 However, in the context of quality assurance can help to successfully assemble this section of the battery 10 determine. It may be that any of the welded joints 24 must work, so that the battery 10 the decrease can happen. In such a case, it may be irrelevant which of the welding lenses 30 within the welded joint 24 is faulty.
Bei der Schweißverbindung 24 kann es sich um den in 1 gezeigten, ersten Schweißstapel 25 handeln. In ähnlicher Weise kann unter Bezugnahme auf 1 jeweils dem ersten Schweißstapel 25 bzw. dem zweiten Schweißstapel 26 bzw. dem dritten Schweißstapel 27 die gesamte Strommenge zwischen dem ersten Ende 38 der ersten Fahne 21 und dem ersten Ende 36 des Buselements 12 zugeführt werden. Ein Spannungsmesser kann (ähnlich wie bei dem in 2B gezeigten, ersten Voltmeter 44) oberhalb eines jeden des ersten bis dritten Schweißstapels 25–27 mit dem zweiten Ende 39 der ersten Fahne 21 und dem zweiten Ende 37 des Buselements 12 verbunden sein.At the welded joint 24 it may be the in 1 shown, first welding stack 25 act. Similarly, with reference to 1 each of the first welding stack 25 or the second welding stack 26 or the third welding stack 27 the total amount of electricity between the first end 38 the first flag 21 and the first end 36 of the bus element 12 be supplied. A voltmeter can (similar to the in 2 B shown, first voltmeter 44 ) above each of the first to third weld stacks 25 - 27 with the second end 39 the first flag 21 and the second end 37 of the bus element 12 be connected.
Aus dem Gesamtstrom, der jeweils unterhalb des ersten bis dritten Schweißstapels 25–27 bereitgestellt wird, und aus der Spannung, die jeweils oberhalb des ersten bis dritten Schweißstapels 25–27 gemessen wird, kann für einen jeden des ersten bis dritten Schweißstapels 25–27 die Widerstandskonstante bestimmt werden. Darüber hinaus können die Widerstandskonstanten des jeweils ersten bis dritten Schweißstapels 25–27 mit dem Schweißnaht-Qualitätsbereich verglichen werden, um festzustellen, ob die Schweißnahtqualität des Gesamtstapels innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Da der erste bis dritte Schweißstapel 25–27 jeweils einen einfacheren Pfad für den Stromfluss darstellen als direkt zwischen den ungeschweißten Abschnitten der Fahnen 20, können die Fahnen 20 bei der Bestimmung ihres Widerstands so behandelt werden, als ob sie zwischen dem ersten bis dritten Schweißstapel 25–27 elektrisch getrennt wären (oder als ob Luftspalte dazwischen vorhanden wären).From the total current, each below the first to third weld stack 25 - 27 is provided, and from the voltage, respectively above the first to third weld stack 25 - 27 can be measured for each of the first to third weld stacks 25 - 27 the resistance constant can be determined. In addition, the resistance constants of each first to third weld stack 25 - 27 compared with the weld quality range to determine if the weld quality of the overall stack within the predetermined range. Since the first to third welding stack 25 - 27 each represent a simpler path for current flow than directly between the unwelded sections of the flags 20 , the flags can 20 When determining their resistance, treat them as if they were between the first to third weld stacks 25 - 27 electrically isolated (or as if there were air gaps in between).
3, auf welche nun Bezug genommen wird, zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Algorithmus oder Verfahrens 100 zum zerstörungsfreien Prüfen und Messen von zusammengefügten Bauteilen, wie beispielsweise der in 1 gezeigten Mehrzellenbatterie 10. Die exakte Reihenfolge der Schritte des Algorithmus oder Verfahrens 100, so wie in 3 gezeigt, ist nicht erforderlich. Manche Schritte können neu angeordnet werden, manche Schritte können weggelassen werden und es können auch zusätzliche Schritte hinzugefügt werden. Darüber hinaus kann das Verfahren 100 einen Abschnitt oder eine Subroutine eines anderen Algorithmus oder Verfahrens bilden. 3 zeigt nur ein Diagramm auf hoher Ebene des Verfahrens 100. 3 to which reference is now made, shows a schematic flow diagram of an algorithm or method 100 for nondestructive testing and measuring of assembled components, such as in 1 shown multi-cell battery 10 , The exact order of the steps of the algorithm or procedure 100 , as in 3 shown is not required. Some steps may be rearranged, some steps may be omitted, and additional steps may be added. In addition, the procedure can 100 form a section or subroutine of another algorithm or method. 3 shows only a high-level diagram of the procedure 100 ,
Zu Veranschaulichungszwecken kann das Verfahren 100 unter Bezugnahme auf einige der im Zusammenhang mit 1 gezeigten und beschriebenen Elemente und Bauteile beschrieben werden. Es können jedoch zur Umsetzung des Verfahrens 100 und der in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung auch andere Bauteile verwendet werden. Jeder beliebige der Schritte kann durch mehrere Bauteile innerhalb eines Steuersystems ausgeführt werden.For illustrative purposes, the method may be 100 referring to some of the related 1 shown and described elements and components will be described. However, it can be used to implement the process 100 and the invention defined in the appended claims also uses other components. Any of the steps may be performed by multiple components within a control system.
Schritt 110: Start.step 110 : Begin.
Das Verfahren 100 kann an einem Start oder Initialisierungsschritt beginnen, in dessen Verlauf das Verfahren 100 die Betriebsbedingungen des zusammengefügten Bauteils oder der Testausrüstung, auf welcher das zusammengefügte Bauteil montiert ist, überwacht. Die Initialisierung kann in Ansprechen auf ein durch eine Bedienperson gegebenes Signal erfolgen.The procedure 100 may begin at a start or initialization step during which the procedure 100 monitors the operating conditions of the assembled component or test equipment on which the assembled component is mounted. The initialization may be in response to a signal given by an operator.
Schritt 112: Anlegen einzelner Ströme.step 112 : Apply individual currents.
Das Verfahren 100 umfasst, dass ein erster Strom zwischen einem ersten Ende eines ersten Elements, wie beispielsweise dem Buselement 12, und dem ersten Ende eines zweiten Elements, wie beispielsweise der ersten Fahne 20, bereitgestellt wird. Wenn das zusammengefügte Bauteil eine Ein-Fahnen-Auslegung aufweist, kann es sich bei dem ersten Strom um den einzigen Strom handeln, der bereitgestellt wird. Bei Mehrkomponenten- oder Mehrfahnen-Auslegungen umfasst das Verfahren 100 jedoch auch, dass der zweite Strom zwischen dem ersten Ende des ersten Elements und dem ersten Ende der zweiten Fahne bereitgestellt wird, und dass der dritte Strom zwischen dem ersten Ende des ersten Elements und dem ersten Ende der dritten Fahne bereitgestellt wird. Der erste Strom, der zweite Strom und der dritte Strom können im Wesentlichen gleich sein, so dass ein jeder ein Drittel des Stapel-Gesamtstroms ausmacht.The procedure 100 comprising that a first current between a first end of a first element, such as the bus element 12 , and the first end of a second element, such as the first flag 20 , provided. If the assembled component has a single-lug design, the first current may be the only current that is provided. For multi-component or multi-span designs, the method includes 100 however, also that the second current is provided between the first end of the first element and the first end of the second flag, and that the third current is provided between the first end of the first element and the first end of the third flag. The first stream, the second stream and the third stream may be substantially the same, so that each makes up one-third of the total stack flow.
Schritt 114: Messen einzelner Spannungen.step 114 : Measuring individual voltages.
Das Verfahren 100 umfasst, dass die erste Spannung zwischen dem zweiten Ende des ersten Elements und dem zweiten Ende des zweiten Elements gemessen wird. Das erste Ende des ersten Elements und das erste Ende des zweiten Elements sind jeweils auf der anderen Seite der ersten Verbindung dem zweiten Ende des ersten Elements bzw. dem zweiten Ende des zweiten Elements gegenüberliegend ausgerichtet, und die jeweils ersten Enden der zweiten Fahne und der dritten Fahne sind ähnlich ausgerichtet. Das Verfahren 100 kann außerdem umfassen, dass die zweite Spannung zwischen dem zweiten Ende des ersten Elements und dem zweiten Ende der zweiten Fahne gemessen wird, und dass die dritte Spannung zwischen dem zweiten Ende des ersten Elements und dem zweiten Ende der dritten Fahne gemessen wird.The procedure 100 comprising measuring the first voltage between the second end of the first element and the second end of the second element. The first end of the first member and the first end of the second member are respectively opposite on the other side of the first connection opposite the second end of the first member and the second end of the second member, and the respective first ends of the second flag and the third Flag are aligned similarly. The procedure 100 may further comprise measuring the second voltage between the second end of the first member and the second end of the second tab, and measuring the third voltage between the second end of the first member and the second end of the third tab.
Schritt 116: Berechnen einzelner Verbindungswiderstände.step 116 : Calculating individual connection resistances.
Das Verfahren 100 umfasst, dass aus dem bereitgestellten ersten Strom und der gemessenen ersten Spannung ein erster Verbindungswiderstand der ersten Verbindung berechnet wird. Je nach Auslegung des verbundenen Bauteils kann dies direkt ermittelt werden oder muss dies in Verbindung mit der Berechnung des zweiten Verbindungswiderstands der zweiten Verbindung aus dem bereitgestellten zweiten Strom und der gemessenen zweiten Spannung sowie in Verbindung mit der Berechnung des dritten Verbindungswiderstands der dritten Verbindung aus dem bereitgestellten dritten Strom und der gemessenen dritten Spannung ermittelt werden. Die drei einzelnen Widerstände der ersten, zweiten und dritten Verbindung können bestimmt werden, indem drei Gleichungen für die drei Unbekannten aufgelöst werden.The procedure 100 comprising calculating from the provided first current and the measured first voltage a first connection resistance of the first connection. Depending on the design of the connected component, this may be determined directly or in connection with the calculation of the second connection resistance of the second connection from the provided second current and the measured second voltage as well as in connection with the calculation of the third connection resistance of the third connection from the one provided third current and the measured third voltage are determined. The three individual resistances of the first, second, and third connections can be determined by resolving three equations for the three unknowns.
Wird nur eine einzelne Schweißlinse (d. h. eine einzelne Schweißverbindung) gemessen, so kann der Verbindungswiderstand einfach ein in Ohm gemessener Widerstand sein. Wenn jedoch Mehrfach-Bauteile mehrere einzelne Schweißnähte innerhalb der Gesamtverbindung aufweisen, wie dies bei der Schweißverbindung 24 der Fall ist, so stellt das Spannung/Strom-Verhältnis die Widerstandskonstante der gesamten Verbindung bereit. Die Widerstandskonstante kann auch als Wirkwiderstand bezeichnet werden und ist die Verhältniszahl der ersten Spannung zu dem Stapel-Gesamtstrom. Der hier verwendete Ausdruck ”Verbindungswiderstand” kann sich auf den tatsächlichen Widerstand einer einzelnen Verbindung zwischen zwei Bauteilen beziehen oder kann sich auf den Wirkwiderstand mehrerer Verbindungen zwischen mehreren Bauteilen, die durch das Spannung/Strom-Verhältnisgemessen werden, beziehen.If only a single weld nugget (ie, a single weld joint) is measured, the connection resistance can simply be a resistance measured in ohms. However, if multiple components have multiple individual welds within the overall joint, as in the weld joint 24 the case is, the voltage / current ratio provides the resistance constant of the entire connection. The Resistance constant can also be referred to as effective resistance and is the ratio of the first voltage to the total stack current. The term "connection resistance" as used herein may refer to the actual resistance of a single connection between two components or may refer to the effective resistance of multiple connections between multiple components as measured by the voltage / current relationship.
Schritt 118: Vergleichen einzelner Bereiche.step 118 : Compare individual areas.
Das Verfahren 100 umfasst, dass der berechnete erste Widerstand mit dem vorbestimmten minimalen Verbindungswiderstand und dem vorbestimmten maximalen Verbindungswiderstand verglichen wird. Der vorbestimmte maximale Verbindungswiderstand ist größer als der vorbestimmte minimale Verbindungswiderstand. Der zweite Widerstand und der dritte Widerstand können ebenfalls mit dem vorbestimmten minimalen Verbindungswiderstand und dem vorbestimmten maximalen Verbindungswiderstand verglichen werden.The procedure 100 comprising comparing the calculated first resistance with the predetermined minimum connection resistance and the predetermined maximum connection resistance. The predetermined maximum connection resistance is greater than the predetermined minimum connection resistance. The second resistor and the third resistor may also be compared with the predetermined minimum connection resistance and the predetermined maximum connection resistance.
Schritt 120: Ausgeben der Verbindungsergebnisse; Ende.step 120 : Output the connection results; The End.
Das Verfahren 100 umfasst, dass die Ergebnisse des Vergleichs an den Empfänger ausgegeben werden. Wie weiter oben erörtert, können die Ergebnisse umfassen: einen Messfehler, wenn der berechnete erste Widerstand unter dem vorbestimmten minimalen Verbindungswiderstand liegt; eine mangelbehaftete Verbindung, wenn der berechnete erste Widerstand über dem vorbestimmten maximalen Verbindungswiderstand liegt; und eine akzeptable Verbindung, wenn der berechnete erste Widerstand über dem vorbestimmten minimalen Verbindungswiderstand und unter dem vorbestimmten maximalen Verbindungswiderstand liegt.The procedure 100 includes that the results of the comparison are output to the recipient. As discussed above, the results may include: a measurement error when the calculated first resistance is below the predetermined minimum connection resistance; a faulty connection when the calculated first resistance is above the predetermined maximum connection resistance; and an acceptable connection when the calculated first resistance is above the predetermined minimum connection resistance and below the predetermined maximum connection resistance.
Das Verfahren 100 kann nach dem Ausgeben der Ergebnisse des Vergleichs mit dem Verbindungsqualitätsbereich enden. Der Endschritt kann einen direkten Rücksprung zum Start darstellen, oder das Verfahren 100 kann warten, bis es wieder aufgerufen wird.The procedure 100 may end after outputting the results of the comparison with the connection quality range. The final step may be a direct return to start, or the procedure 100 can wait until it is called again.
Schritt 122: Berechnen des Stapelwiderstands.step 122 : Calculate the stack resistance.
Im Fall der Anwendung auf ein zusammengefügtes Bauteil mit einer Mehrfahnen-Auslegung mit mehreren gestapelten Verbindungen, wie beispielsweise die Mehrzellenbatterie 10 kann das Verfahren 100 umfassen, dass aus dem bereitgestellten Stapel-Gesamtstrom und der gemessenen ersten Spannung ein Schweißstapelwiderstand berechnet wird. Der Stapelwiderstand kann für den ersten Schweißstapel, den zweiten Schweißstapel und den dritten Schweißstapel berechnet werden. Die Schweißstapel können als zusammengesetzte Verbindungen bezeichnet werden.In the case of application to an assembled component having a multi-tab design with multiple stacked connections, such as the multi-cell battery 10 can the procedure 100 include calculating a weld stack resistance from the provided stack total current and the measured first voltage. The stacking resistance can be calculated for the first welding stack, the second welding stack and the third welding stack. The welding stacks may be referred to as compound joints.
Schritt 124: Vergleichen des Stapelbereichs.step 124 : Compare the stack area.
Das Verfahren kann umfassen, dass der berechnete erste Schweißstapelwiderstand mit dem vorbestimmten minimalen Stapelwiderstand und dem vorbestimmten maximalen Stapelwiderstand verglichen wird. Der vorbestimmte maximale Stapelwiderstand ist größer als der vorbestimmte minimale Stapelwiderstand.The method may include comparing the calculated first weld stack resistance to the predetermined minimum stack resistance and the predetermined maximum stack resistance. The predetermined maximum stacking resistance is greater than the predetermined minimum stacking resistance.
Schritt 126: Ausgeben der Stapelergebnisse; Ende.step 126 : Output the stack results; The End.
Das Verfahren 100 umfasst, dass das Ergebnis des Vergleichs des Schweißstapelwiderstands mit dem Schweißnaht-Qualitätsbereich an den Empfänger ausgegeben wird. Die Ergebnisse können umfassen: Messfehler, mangelbehaftete Schweißnaht und akzeptable Schweißnaht. Zu dem Messfehler kommt es, wenn der berechnete erste Schweißstapelwiderstand unter dem vorbestimmten minimalen Stapelwiderstand liegt. Zu der mangelbehafteten Schweißnaht kommt es, wenn der berechnete erste Schweißstapelwiderstand über dem vorbestimmten maximalen Stapelwiderstand liegt. Zu der akzeptablen Schweißnaht kommt es, wenn der berechnete erste Schweißstapelwiderstand über dem vorbestimmten minimalen Stapelwiderstand und unter dem vorbestimmten maximalen Stapelwiderstand liegt.The procedure 100 comprises outputting the result of the comparison of the weld stack resistance with the weld quality range to the receiver. The results may include: measurement error, defective weld and acceptable weld. The measurement error occurs when the calculated first weld stack resistance is below the predetermined minimum stack resistance. The faulty weld occurs when the calculated first weld stack resistance is above the predetermined maximum stack resistance. The acceptable weld occurs when the calculated first weld stack resistance is above the predetermined minimum stack resistance and below the predetermined maximum stack resistance.
In 4A und 4B, auf welche nun nebst weiterer Bezugnahme auf 1 – 3 Bezug genommen wird, sind zwei Ansichten von Bauteilen gezeigt, die durch Verbindungen miteinander verbunden sind. 4A zeigt eine Seitenansicht eines zusammengefügten Bauteils 210, das durch ein Befestigungselement gebildet ist. 4B zeigt eine Querschnittsansicht eines zusammengefügten Bauteils 260, das durch Verformung gebildet ist. 4A und 4B veranschaulichen zusätzliche Verbindungsarten, die zusammen mit den hier beschriebenen Verfahren oder Prozessen verwendet werden können. Merkmale und Bauteile, welche in anderen Figuren gezeigt sind, können in die in 4A und 4B gezeigten integriert sein und zusammen mit diesen verwendet werden.In 4A and 4B , to which now, together with further reference to 1 - 3 Referring to Figure 2, there are shown two views of components interconnected by connections. 4A shows a side view of an assembled component 210 formed by a fastener. 4B shows a cross-sectional view of an assembled component 260 formed by deformation. 4A and 4B illustrate additional types of connections that may be used in conjunction with the methods or processes described herein. Features and components shown in other figures may be incorporated in the 4A and 4B be shown integrated and used together with these.
4A zeigt das zusammengefügte Bauteil mit einem ersten Element 212 und einem zweiten Element 220. Das erste und das zweite Element 212 und 220 sind an entgegengesetzten Seiten einer mechanischen Verbindung 224 definiert. Im Gegensatz zu den in 1, 2A und 2B gezeigten Verbindungen ist bei der mechanischen Verbindung 224 das erste Element 212 und das zweite Element 220 mithilfe eines mechanischen Befestigungselements 230 zusammengefügt, bei dem es sich, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, um eine Schraube oder einen Niet handeln kann. Der hier verwendete Begriff 'mechanische Verbindung' bezieht sich auf Verbindungen, bei denen keine Schweißung und kein metallurgischer Verbund gebildet sind. 4A shows the assembled component with a first element 212 and a second element 220 , The first and the second element 212 and 220 are on opposite sides of a mechanical connection 224 Are defined. Unlike the in 1 . 2A and 2 B shown compounds is in the mechanical connection 224 the first element 212 and the second element 220 using a mechanical fastener 230 which, as an example without limiting character, is one Screw or a rivet can act. The term 'mechanical connection' as used herein refers to connections where no weld and no metallurgical bond are formed.
Das erste Element 212 weist ein erstes Ende 236 und ein zweites Ende 237 auf, die an entgegengesetzten Seiten des ersten Elements 212 in Bezug auf die mechanische Verbindung 224 angeordnet sind. Ein erstes Ende 238 und ein zweites Ende 239 sind an entgegengesetzten Seiten des zweiten Elements 220 in Bezug auf die mechanische Verbindung 224 angeordnet.The first element 212 has a first end 236 and a second end 237 on, on opposite sides of the first element 212 in terms of mechanical connection 224 are arranged. A first end 238 and a second end 239 are on opposite sides of the second element 220 in terms of mechanical connection 224 arranged.
Die Qualität oder Festigkeit der mechanischen Verbindung 224 kann mit deren Widerstand in Beziehung gesetzt werden. Zum Messen des Widerstands der mechanischen Verbindung 224 steht eine Stromquelle 242 mit dem ersten Ende 236 des ersten Elements 212 und dem ersten Ende 238 des zweiten Elements 220 in elektrischer Verbindung. Die Stromquelle 242 schickt einen bekannten (oder messbaren) elektrischen Strom durch die mechanische Verbindung 224. Die Stromquelle 242 kann eine Spannungsquelle und einen Präzisionswiderstand umfassen.The quality or strength of the mechanical connection 224 can be related to their resistance. For measuring the resistance of the mechanical connection 224 is a power source 242 with the first end 236 of the first element 212 and the first end 238 of the second element 220 in electrical connection. The power source 242 sends a known (or measurable) electrical current through the mechanical connection 224 , The power source 242 may include a voltage source and a precision resistor.
Ein Voltmesser 244 misst eine Spannungsdifferenz zwischen dem zweiten Ende 237 des ersten Elements 212 und dem zweiten Ende 239 des zweiten Elements 220. Aus dem bereitgestellten Strom und der gemessenen Spannung ist es möglich, den Widerstand der mechanischen Verbindung 224 zu berechnen. Der berechnete Widerstand kann über die Qualität der durch das mechanische Befestigungselement 230 gebildeten mechanischen Verbindung 224 Aufschluss geben.A voltmeter 244 measures a voltage difference between the second end 237 of the first element 212 and the second end 239 of the second element 220 , From the provided current and the measured voltage it is possible to determine the resistance of the mechanical connection 224 to calculate. The calculated resistance may be beyond the quality of that provided by the mechanical fastener 230 formed mechanical connection 224 Give information.
Wenn beispielsweise die mechanische Verbindung 224 keinen ausreichenden Kontakt zwischen dem zweiten Element 220 und dem ersten Element 212 bereitstellt, kann der Fluss des Stroms von dem zweiten Element 220 zu dem ersten Element 212 erschwert sein, was bewirkt, dass sich der berechnete Widerstand erhöht. Ist darüber hinaus das mechanische Befestigungselement 230 gebrochen oder weist es eine merkliche Rissbildung auf, so kann sich auch der berechnete Widerstand in großem Ausmaß erhöhen.If, for example, the mechanical connection 224 insufficient contact between the second element 220 and the first element 212 can provide the flow of the current from the second element 220 to the first element 212 difficult, which causes the calculated resistance increases. Is beyond the mechanical fastener 230 broken or has a significant cracking, so the calculated resistance can increase to a great extent.
4B zeigt das zusammengefügte Bauteil mit einem ersten Element 262 und einem zweiten Element 270. Das erste und das zweite Element 262 und 270 sind an entgegengesetzten Seiten einer mechanischen Verbindung 274 definiert. Im Gegensatz zu den in 1, 2A und 2B gezeigten Verbindungen ist bei der mechanischen Verbindung 274 das erste Element 262 und das zweite Element 270 mithilfe eines Clinchbereichs 280 zusammengefügt. Alternativ dazu kann der Clinchbereich 280 auch, als Beispiele ohne einschränkenden Charakter, durch einen eingefassten Bereich oder durch andere mechanische Verbindungen ersetzt sein. 4B shows the assembled component with a first element 262 and a second element 270 , The first and the second element 262 and 270 are on opposite sides of a mechanical connection 274 Are defined. Unlike the in 1 . 2A and 2 B shown compounds is in the mechanical connection 274 the first element 262 and the second element 270 using a clinch area 280 together. Alternatively, the clinch area 280 Also, as examples without limitation, be replaced by a boxed area or other mechanical connections.
Das erste Element 262 weist ein erstes Ende 286 und ein zweites Ende 287 auf, die an entgegengesetzten Seiten des ersten Elements 262 in Bezug auf die mechanische Verbindung 274 angeordnet sind. Ein erstes Ende 288 und ein zweites Ende 289 sind an entgegengesetzten Seiten des zweiten Elements 270 in Bezug auf die mechanische Verbindung 274 angeordnet.The first element 262 has a first end 286 and a second end 287 on, on opposite sides of the first element 262 in terms of mechanical connection 274 are arranged. A first end 288 and a second end 289 are on opposite sides of the second element 270 in terms of mechanical connection 274 arranged.
Die Qualität oder Festigkeit der mechanischen Verbindung 274 kann mit deren Widerstand in Beziehung gesetzt werden. Zum Messen des Widerstands der mechanischen Verbindung 274 steht eine Stromquelle 292 mit dem ersten Ende 286 des ersten Elements 262 und dem ersten Ende 288 des zweiten Elements 270 in elektrischer Verbindung. Die Stromquelle 292 schickt einen bekannten (oder messbaren) elektrischen Strom durch die mechanische Verbindung 274. Die Stromquelle 292 kann eine Spannungsquelle und einen Präzisionswiderstand umfassen.The quality or strength of the mechanical connection 274 can be related to their resistance. For measuring the resistance of the mechanical connection 274 is a power source 292 with the first end 286 of the first element 262 and the first end 288 of the second element 270 in electrical connection. The power source 292 sends a known (or measurable) electrical current through the mechanical connection 274 , The power source 292 may include a voltage source and a precision resistor.
Ein Voltmesser 294 misst eine Spannungsdifferenz zwischen dem zweiten Ende 287 des ersten Elements 262 und dem zweiten Ende 289 des zweiten Elements 270. Aus dem bereitgestellten Strom und der gemessenen Spannung ist es möglich, den Widerstand der mechanischen Verbindung 274 und des Clinchbereichs 280 zu berechnen. Der berechnete Widerstand kann auf die Qualität der durch den Clinchbereich 280 gebildeten mechanischen Verbindung 274 schließen lassen.A voltmeter 294 measures a voltage difference between the second end 287 of the first element 262 and the second end 289 of the second element 270 , From the provided current and the measured voltage it is possible to determine the resistance of the mechanical connection 274 and the clinch area 280 to calculate. The calculated resistance can affect the quality of the clinch area 280 formed mechanical connection 274 close.
Wenn beispielsweise der Clinchbereich 280 keinen ausreichenden Kontakt zwischen dem zweiten Element 270 und dem ersten Element 262 bereitstellt, kann der Fluss des Stroms von dem zweiten Element 270 zu dem ersten Element 262 erschwert sein, was bewirkt, dass sich der berechnete Widerstand erhöht. Ist darüber hinaus der Clinchbereich 280 gebrochen, weist er eine merkliche Rissbildung auf oder weist er merkliche Abstände oder Spalte auf, so kann sich auch der berechnete Widerstand in großem Ausmaß erhöhen.For example, if the clinch area 280 insufficient contact between the second element 270 and the first element 262 can provide the flow of the current from the second element 270 to the first element 262 difficult, which causes the calculated resistance increases. Is beyond the clinch area 280 broken, it has a noticeable cracking or it has noticeable distances or gaps, so the calculated resistance can increase to a great extent.
Die vorliegende Erfindung mag zwar im Detail in Bezug auf Kraftfahrzeuganwendungen beschrieben sein, für den Fachmann ist jedoch die breitere Anwendbarkeit der Erfindung erkenntlich. Für den Fachmann ist festzustellen, dass Begriffe wie ”oberhalb”, ”unterhalb”, ”aufwärts”, ”abwärts” usw. in beschreibender Weise in Zusammenhang mit den Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen hinsichtlich des Umfangs der Erfindung darstellen, welcher in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.While the present invention may be described in detail with respect to automotive applications, it will be apparent to those skilled in the art that the invention has been more widely understood. It will be understood by those skilled in the art that terms such as "above," "below," "upward," "downward," etc. are used in a descriptive manner in conjunction with the figures and are not limitations on the scope of the invention, which is set forth in the appended drawings Claims is defined.
Es sind hier zwar die besten Umsetzungsarten und andere Umsetzungsarten der Erfindung im Detail beschrieben, für den Fachmann auf dem Gebiet, zu welchem diese Erfindung gehört, sind jedoch verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen für die Umsetzung der Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche erkenntlich.While the best modes for carrying out the invention have been described in detail, those skilled in the art to which this invention pertains are aware of various alternative designs and embodiments for practicing the invention within the scope of the appended claims.
